Problem bezüglich des Absorptionsspektrums der Sonne [Duplikat]

Einige der Lichtwellenlängen, die von der Sonne emittiert werden, werden von Atomen in der äußeren Schicht der Sonne und auch der Sonnenatmosphäre absorbiert, und wir sehen dies als Absorptionslinien im Spektrum. Nun wird diese absorbierte Strahlung tatsächlich wieder emittiert, sodass man meinen könnte, dass diese Emissionslinien die Absorptionslinien „aufheben“ sollten. Die übliche Erklärung dafür, warum dies nicht geschieht, ist, dass das reemittierte Licht in alle Richtungen abgestrahlt wird, nicht nur auf uns zu, was bedeutet, dass diese Wellenlängen für uns viel schwächer sind als die anderen Wellenlängen.

Aber das Problem, das ich habe, ist, dass dies rund um die Sonne geschieht (da die Atmosphäre sie vollständig umgibt), und intuitiv scheint es dann, dass all dieses zurückgestrahlte Licht sich so kombinieren sollte, dass weit entfernt der Eindruck entsteht, dass die Sonne strahlt diese Wellenlängen genauso wie alle anderen Wellenlängen ausstrahlt. Und wenn das stimmt, dann sollten wir keine Absorptionslinien im Spektrum sehen.

Was fehlt mir also?

Antworten (2)

Obwohl Ihre Analogie vernünftig erscheint, werden die Absorptionsmuster immer noch da sein, wenn Sie darüber nachdenken. Sie haben Recht, dass die absorbierten Wellenlängen zufällig von der gesamten Oberfläche emittiert werden, aber diese emittierten Photonen sind immer noch ein sehr kleiner Prozentsatz im Vergleich zu den Photonen, die aus dem Inneren der Sonne emittiert werden.

Wenn diese Wellenlängen absorbiert werden, wird die Energie „thermalisiert“. Das bedeutet, dass es auf viele interne Freiheitsgrade verteilt ist. Daher wird es nicht unbedingt mit der gleichen Wellenlänge wieder emittiert wie bei der Absorption, sondern es wird mit zufälligen Wellenlängen gemäß dem Spektrum des schwarzen Körpers wieder emittiert. Am Ende werden also bestimmte Wellenlängen absorbiert, aber Schwarzkörperstrahlung emittiert. Dies führt zu dem beobachteten Absorptionsspektrum.

Da bin ich mir nicht sicher. Die Elemente in der Sonnenatmosphäre strahlen Strahlung aus und geben bestimmte Wellenlängen ab. Es sind diese spezifischen Wellenlängen, die im Spektrum fehlen, von denen das OP spricht. Sie fehlen nicht so sehr, sie sind nur weniger auffällig, weil sie in alle Richtungen abgestrahlt werden.
Der Punkt ist, dass diese Elemente nicht isoliert sind. Sie interagieren mit der Sonne und den anderen Elementen der Sonnenatmosphäre, insbesondere thermisch.
@Dale Danke für die Antwort, Dale. Aber wenn das stimmt, warum reden dann alle über die Strahlung, die in alle Richtungen emittiert wird? Vielleicht ist der Grund für das Absorptionsspektrum eine Kombination aus dem, was Sie gesagt haben, und dem, was sie sagen?
@FelisSuper sicherlich, sie sind eng miteinander verbunden. Die Thermalisierung benötigt Zeit für zusätzliche Wechselwirkungen usw., und je mehr Wechselwirkungen vorhanden sind, desto weniger Zeit wird benötigt. Wenn die Strahlung zurück zur Sonne emittiert wird, bleibt viel mehr Zeit für die Thermalisierung. Wenn es von der Sonne weg emittiert wird, bleibt weniger Zeit und weniger Wahrscheinlichkeit für weitere Wechselwirkungen. Jedenfalls schienen Sie die Sache mit den Richtungen bereits verstanden zu haben, also konzentrierte ich mich auf die Thermalisierung, die erklärt, warum sie schließlich nicht bei derselben Wellenlänge erneut emittiert wird, und die Ihnen neu erschien
@Dale Nochmals vielen Dank für Ihre Hilfe. Das ist jetzt ziemlich kompliziert geworden, da ich dieselbe Frage im Astronomieforum gestellt habe und hier eine andere Erklärung gegeben wird. Aber wie auch immer, ich verstehe nicht, wie dies ein Hauptgrund sein kann. Wenn eine andere Wellenlänge emittiert wird, dann muss diese Wellenlänge sicherlich einem Übergang zwischen zwei Energieniveaus entsprechen. Was also, wenn ein Wasserstoffatom ein Photon absorbiert, das einem Übergang vom n=1- in den n=2-Zustand entspricht? Dann gibt es keine andere Wellenlänge als die, die absorbiert wird, um sie wieder zu emittieren.
@FelisSuper selbst in diesem Fall kann die Energie immer noch thermalisiert werden, bevor sie die Sonne verlässt. Das angeregte Wasserstoffatom kann mit einem anderen Atom kollidieren und so Energie übertragen. Oder es kann ein dem Übergang entsprechendes Photon emittiert und dann an einem Elektron gestreut werden. Oder es kann von einem anderen Molekül absorbiert werden. Oder ... Der Punkt ist, dass viele verschiedene Dinge passieren können, bevor es die Sonne verlässt, und nur eines dieser Dinge ist eine erneute Emission bei derselben Wellenlänge, gefolgt von einem Austritt aus der Sonne.
Wegen der Existenz dieser anderen Möglichkeiten wird das Spektrum an dieser Linie verringert.
Problem bezüglich des Absorptionsspektrums der Sonne [Duplikat]
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